×

庞特里亚金最大值原理的几何方法。 (英语) Zbl 1242.49045号

摘要:自20世纪下半叶以来,庞特里亚金最大值原理(PMP)在医学、机器人学、金融、工程、天文学等领域得到了广泛的讨论,并被用作解决最优控制问题的方法。在这里,我们关注PMP的证明和理解,尽可能多地使用几何思想和几何工具。这种方法可以更好、更清楚地理解PMP,尤其是异常极值的作用。这些极值很有趣,因为它们不依赖于成本函数,而只依赖于控制系统。此外,直到九十年代发现严格异常最优曲线的例子时,它们才作为解决方案被丢弃。为了对证明进行详细的阐述,本文基本上是自足的,这迫使我们考虑数学的不同领域,如代数、分析、几何。

理学硕士:

49公里15 常微分方程问题的最优性条件
34甲12 初值问题、常微分方程解的存在性、唯一性、连续依赖性和连续性
49公里30 受限类解决方案的最优性条件(Lipschitz控制、bang-bang控制等)
93立方厘米15 由常微分方程控制的控制/观测系统
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用

参考文献:

[1] 阿格拉乔夫:有可能在有限数量的微分中识别局部可控性吗?。在:数学系统和控制理论中的开放问题。通信控制工程服务。,第15-18页。施普林格,伦敦(1999)
[2] 阿格拉切夫,A.,萨奇科夫,Y.:从几何角度看控制理论。施普林格,柏林(2004)·Zbl 1062.93001号
[3] Agrachev,A.A.,Sarychev,A.V.:关于拉格朗日变分问题的异常极值。数学杂志。系统。估算。控制5(1),1-31(1995)·Zbl 0826.49012号
[4] Agrachev,A.A.,Sarychev,A.V.:二维分布异常测地线的强极小性。J.戴恩。控制系统。I(2),139-176(1995)·Zbl 0951.53029号 ·doi:10.1007/BF02254637
[5] Agrachev,A.A.,Sarychev,A.V.:异常的亚黎曼测地线:莫尔斯指数和刚度。安。亨利·庞加莱学院。C 13(6),635–690(1996)·Zbl 0866.58023号
[6] Agrachev,A.,Zelenko,I.:关于具有一维和二维输入的控制仿射系统的反馈分类。SIAM J.控制优化。46(4), 1431–1460 (2007) ·Zbl 1140.93018号 ·doi:10.1137/050623711
[7] Aguilar,C.,Lewis,A.D.:研究可达集的喷射束设置。收录:弗吉尼亚州布莱克斯堡第18届网络与系统数学理论会议录(2008年出版)
[8] Athans,M.,Falb,P.L.:最优控制:理论及其应用简介。McGraw-Hill,纽约(1966年)·Zbl 0196.46303号
[9] Barbero-Liñán,M.,Muñoz-Lecanda,M.C.:仿射连接控制系统的最优控制问题:极值的特征。2007年9月5日至8日,葡萄牙里斯本,第十六届几何和物理国际研讨会会议记录·Zbl 1357.49088号
[10] Barbero-Liñán,M.,Muñoz-Lecanda,M.C.:最优控制问题中极值的约束算法。arXiv:0708.0102数学。OC公司。预印本(2008年2月)·Zbl 1357.49088号
[11] Barbero-Liñán,M.,Echeverría-Enríquez,a.,Martín de Diego,D.,Muñoz-Lecanda,M.C.,Román-Roy,n.:Skinner–Rusk最优控制系统和应用的统一形式主义。《物理学杂志》。A 40(40),12071–12093(2007)·Zbl 1126.70011号 ·doi:10.1088/1751-8113/40/40/005
[12] Bensoussan,A.:关于无限维方程的随机最大值原理及其在Zakai方程控制中的应用。《随机过程的过滤和控制》,巴黎,1983年。控制与信息课程讲稿。科学。,第61卷,第13-23页。柏林施普林格(1984)
[13] Bertsekas,D.P.,Geary Nedic,A.,Koksal,A.:关于凸性、对偶性和拉格朗日乘子的讲义,第1章。麻省理工学院(2001)。http://citeseer.ist.psu.edu/499868.html
[14] Bianchini,R.M.:高阶必要最优性条件。伦德。半材料大学政治学院。都灵56(4),41–51(2001)·Zbl 1027.49018号
[15] Bianchini,R.M.,Stefani,G.:沿轨迹的可控性:变分方法。SIAM J.控制优化。31(4), 900–927 (1993) ·Zbl 0797.49015号 ·doi:10.1137/0331039
[16] 布洛赫,A.M.等人:非完整力学与控制。跨学科应用数学,第24卷。施普林格,纽约(2004)
[17] Boltyanski,V.,Martini,H.,Soltan,V.:几何方法和优化问题。Kluwer Academic,多德雷赫特(1999)·Zbl 0933.90002号
[18] Bonnard,B.,Caillau,J.B.:非线性最优控制简介。在:控制系统理论高级主题。控制与信息课程讲稿。科学。施普林格,伦敦(2006)·Zbl 1217.49003号
[19] Bonnard,B.,Chyba,M.:奇异轨迹及其在控制理论中的作用。数学与应用,第40卷。施普林格,纽约(2003)·Zbl 1022.93003号
[20] Bonnard,B.,Trélat,E.:关于亚黎曼几何中异常极小值的作用。Ann.工厂。科学。图卢兹数学。(6) 10(3), 405–491 (2001) ·Zbl 1017.53034号
[21] Bressan,A.,Piccoli,B.:控制数学理论导论。AIMS应用数学系列,第2卷。美国数学科学研究所(AIMS),斯普林菲尔德(2007)·Zbl 1127.93002号
[22] Bullo,F.,Lewis,A.D.:关于机械控制系统仿射连接模型的同质性。载:第39届IEEE决策与控制会议论文集,第2卷,第1260–1265页(2000年)
[23] Bullo,F.,Lewis,A.D.:机械系统的几何控制。简单机械控制的建模、分析和设计。施普林格,纽约(2004)·Zbl 1066.70002号
[24] Bullo,F.,Lewis,A.D.:机械系统的几何控制。简单机械控制的建模、分析和设计。应用数学课文,第49卷。Springer,纽约(2004)。补充章节
[25] Cañizo Rincón,J.A.:Ecuaciones differenciales ordinas en el sentido de Carathéodory(2004年7月)。网址:http://www.ceremade.dauphine.fr/\(\sim\)canizo/tex/ourinas-debil.pdf
[26] Chitour,Y.,Jean,F.,Trélat,E.:奇异曲线的遗传结果。J.差异。地理。73(1), 45–73 (2006) ·Zbl 1102.53019号
[27] Chitour,Y.,Jean,F.,Trélat,E.:控制仿射系统的奇异轨迹。SIAM J.控制优化。47(2), 1078–1095 (2008) ·Zbl 1157.49041号 ·数字对象标识代码:10.1137/060663003
[28] Chyba,M.,Haberkorn,T.:使用几何控制理论设计水下航行器的有效轨迹。摘自:《2005年OMAE05会议记录》,第24届海洋机械和海洋工程国际会议,哈尔基迪基,2005年
[29] Chyba,M.,Hairer,E.,Vilmart,G.:辛积分器在最优控制中的作用。最佳方案。控制应用程序。方法。http://dx.doi.org/10.1002/oca.855 (2008)
[30] Chyba,M.,Leonard,N.E.,Sontag,E.D.:多输入时间优化问题中的奇异轨迹:在受控机械系统中的应用。J.戴恩。控制系统。9(1), 103–129 (2003) ·Zbl 1019.49002号 ·doi:10.1023/A:1022159318457
[31] Coddington,E.A.,Levison,N.:常微分方程理论。麦克劳·希尔,纽约(1955年)·Zbl 0064.33002号
[32] Delgado-Téllez,M.,Ibort,A.:几何最优控制理论的全景。外部。数学。18(2), 129–151 (2003) ·Zbl 1070.49002号
[33] Echeverría-Enríquez,a.,Marín-Solano,J.,Muñoz-Lecanda,M.C.,Román-Roy,n.:对称最优控制理论中的几何约简。代表数学。物理学。52(1), 89–113 (2003) ·Zbl 1051.49011号 ·doi:10.1016/S0034-4877(03)90006-1
[34] Filippov,A.F.:关于最优控制理论中的某些问题。J.SIAM对照系列。A 1,76–84(1962)·Zbl 0139.05102号
[35] Fotouhi–C,R.,Szyszkowski,W.:双臂机器人时间最优控制的数值方法。载于:《第四届IEEE控制应用会议论文集》,第1128-1133页(1995年)
[36] Friesz,T.L.,Luque,J.,Tobin,R.L.,Wie,B.-W.:被视为连续时间最优控制问题的动态网络流量分配。操作。第37(6)号决议,893-901(1989)·Zbl 0691.49029号 ·doi:10.1287/opre.37.6.893
[37] Gawlowicz,P.:基于启发式方法的机器人时间最优控制。摘自:第一届机器人运动与控制研讨会论文集,第183-186页(1999年)
[38] Geering,H.P.:工程应用的最优控制。施普林格,纽约(2007)·兹比尔1121.49001
[39] Guibot,V.,Bloch,A.:解决最优控制问题的离散最大值原理。摘自:第43届IEEE决策与控制会议记录,第2卷,第1806–1811页(2004)
[40] Hairer,E.:分析II,Partie B.Universityéde Genève 1998/99。网址:http://www.unige.ch/\(\sim\)发型师/polycop.html
[41] Hamenstadt,U.:Carnot–Carathéodory度量的一些正则性定理。J.差异。地理。32, 819–850 (1990) ·Zbl 0687.53041号
[42] Haussmann,U.G.:扩散最优控制的随机最大值原理。《皮特曼数学系列研究笔记》,第151卷。Longman Scientific&Technical,Harlow(1986)。六+109·Zbl 0616.93076号
[43] Hwang,C.L.,Fan,L.T.:蓬特里亚金最大值原理的离散版本。操作。第15号决议、第139-146号决议(1967年)·Zbl 0155.42504号 ·doi:10.1287/opre.15.139
[44] Jurdjevic,V.:几何控制理论,剑桥高等数学研究,第51卷。剑桥大学出版社,纽约(1997)·Zbl 0940.93005号
[45] Kagiwada,H.,Kalaba,R.,Thomas,Y.:Pontryagin最优控制方程的精确解。I.J.Optim公司。理论应用。5, 12–22 (1970) ·Zbl 0177.12901号 ·doi:10.1007/BF00928121
[46] Kawski,M.:高阶极大值原理。非线性动力学和控制的新趋势及其应用。《控制与通知》讲义。科学。,第295卷,第313–326页。施普林格,纽约(2003)·Zbl 1203.49023号
[47] Kirschner,D.,Lenhart,S.,Serbin,S.:HIV化疗的最佳控制。数学杂志。生物35,775–792(1997)·Zbl 0876.92016号 ·doi:10.1007/s002850050076
[48] Knobloch,H.-W.:最优控制理论中的高阶必要条件。计算机科学讲义,第34卷。施普林格,纽约(1981)·Zbl 0474.49001号
[49] Krener,A.J.:高阶极大值原理及其对奇异极值的应用。SIAM J.控制优化。15(2),256–293(1977)·Zbl 0354.49008号 ·doi:10.1137/0315019
[50] Kolár,I.,Michor,P.W.,Slovák,J.:微分几何中的自然运算。柏林施普林格(1993)·兹伯利0782.53013
[51] Langerock,B.:控制理论的一般联系和应用。博士论文(2003)。https://archive.ugent.be/retrieve/957/80101362505.pdf ·Zbl 1045.49024号
[52] Langerock,B.:最大值原理的几何方面,以及在捆绑图上的提升。应用学报。数学。77, 71–104 (2003) ·Zbl 1054.49023号 ·doi:10.1023/A:102368721700
[53] Lee,E.B.,Markus,L.:最优控制理论的基础。威利,纽约(1967)·Zbl 0159.13201号
[54] Lee,J.M.:光滑流形简介。施普林格,纽约(2003)
[55] Lewis,F.L.,Syrmos,V.L.:最优控制。Wiley-Interscience,纽约(1995)
[56] Liu,W.,Sussmann,H.J.:二级分布上次黎曼度量的最短路径。内存。美国数学。Soc.564(1996年1月)
[57] Ma,X.,Castañón,D.A.:Dubins旅行推销员问题的衰退期规划。摘自:第45届IEEE决策与控制会议记录,第5453–5458页(2006)
[58] McShane,E.J.:关于拉格朗日问题的乘数。美国数学杂志。61, 809–819 (1939) ·Zbl 0022.23403号 ·doi:10.2307/2371626
[59] Montgomery,R.:异常极小值。SIAM J.控制优化。32(6), 1605–1620 (1994) ·Zbl 0816.49019号 ·doi:10.1137/S0363012993244945
[60] Müller,P.C.:非线性广义系统的稳定性和最优控制:综述。申请。数学。计算。科学。8(2),269–286(1998年)·Zbl 0910.93047号
[61] Müller,P.C.:广义系统的线性-二次最优控制。J.布拉兹。Soc.机械。科学。21(3), 423–432 (1999)
[62] Murray,R.M.,Li,Z.,Sastry,S.S.:机器人操作的数学导论。CRC出版社,纽约(1994)·Zbl 0858.70001号
[63] 奈梅杰尔,H.,范德沙夫特,A.J.:非线性动态控制系统。斯普林格,纽约(1990年)·兹比尔0701.93001
[64] Pontryagin,L.S.、Boltyanski,V.G.、Gamkrelidze,R.V.、Mischenko,E.F.:最优过程的数学理论。Interscience,纽约(1962)
[65] Rockafellar,R.T.,Wets,R.J.-B.:变分分析。数学综合研究,第317卷。柏林施普林格(1998)·Zbl 0888.49001号
[66] Royden,H.L.:真实分析。纽约麦克米伦(1968)·Zbl 0197.03501号
[67] Skinner,R.,Rusk,R.:广义哈密顿动力学。一、T*Q TQ的制定。数学杂志。物理学。24(11), 2589–2594 (1983) ·Zbl 0556.70012号 ·数字对象标识代码:10.1063/1.525654
[68] Spindler,K.:刚体的最优姿态控制。申请。数学。最佳方案。34(1), 79–90 (1996) ·Zbl 0884.70036号 ·doi:10.1007/BF01182474
[69] 斯特里哈特:Sub-Riemannian几何。J.差异。地理。24, 221–263 (1986) ·Zbl 0609.53021号
[70] Sussmann,H.J.:介绍无坐标最大值原理。反馈几何与最优控制。单声道。教科书纯应用。数学。,第207卷,第463-557页。纽约德克尔(1998)·Zbl 0925.93135号
[71] Sussmann,H.J.:魏茨曼研究所有限维确定性系统的最优控制课程(2000年)。http://www.math.rutgers.edu/\(\sim\)sussmann/weizmann-course-2000.html
[72] Sussmann,H.J.:具有状态约束的非常非光滑最大值原理。载:第44届IEEE疾病控制与预防中心会议记录,西班牙塞维利亚,2005年12月12-15日
[73] Trotman,J.L.:变分微积分与最优控制:初等凸优化。数学本科生课文。施普林格,柏林(1996)·Zbl 0865.49001号
[74] Varberg,D.E.:关于绝对连续函数。美国数学。周一。72, 831–841 (1965) ·Zbl 0133.00502号 ·doi:10.2307/2315025
[75] Zaanen,A.C.:连续性、积分和傅立叶理论。柏林施普林格(1989)·Zbl 0671.42001号
[76] Zeidler,E.:非线性泛函分析及其应用III,变分方法与优化。施普林格,纽约(1985)·Zbl 0583.47051号
[77] Zelenko,I.:二维分布的非正则异常极值:存在性、二阶变异和刚性。J.戴恩。控制系统。5(3), 347–383 (1999) ·Zbl 0959.58025号 ·doi:10.1023/A:1021766616913
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。